《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 短波通信為何經(jīng)久不衰

短波通信為何經(jīng)久不衰

2016-09-27
關(guān)鍵詞: 高頻 電磁波 電話 傳真

  短波按照國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)(CCIR,現(xiàn)在的ITU-R),,的劃分是指波長(zhǎng)在l00m~l0m,,頻率為3MHz~30MHz的電磁波。利用短波進(jìn)行的無(wú)線電通信稱為短波通信,,又稱高頻(HF)通信,。實(shí)際上,為了充分利用短波近距離通信的優(yōu)點(diǎn),,短波通信實(shí)際使用的頻率范圍為1.5MHz~30MHz,。

  自從1921年發(fā)生在意大利羅馬的一次意外事故,短波被發(fā)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信以來(lái),,短波通信迅速發(fā)展,,成為了世界各國(guó)中、遠(yuǎn)程通信的主要手段,,被廣泛地用于政府,、軍事、外交,、氣象,、商業(yè)等部門,用以傳送電報(bào),、電話,、傳真、低速數(shù)據(jù)和圖像,、語(yǔ)音廣播等信息,。在衛(wèi)星通信出現(xiàn)以前,短波在國(guó)際通信、防汛救災(zāi),、海難救援以及軍事通信等方面發(fā)揮了獨(dú)特的重要作用,。

  短波通信可以利用地波傳播,但主要是利用天波傳播,。

  地波傳播的衰耗隨工作頻率的升高而遞增,,在同樣的地面條件下,頻率越高,,衰耗越大,。利用地波只適用于近距離通信,其工作頻率一般選在5MHz以下,。地波傳播受天氣影響小,,比較穩(wěn)定,信道參數(shù)基本不隨時(shí)間變化,,故地波傳播信道可視為恒參信道,。

  天波是無(wú)線電波經(jīng)電離層反射回地面的部分,傾斜投射的電磁波經(jīng)電離層反射后,,可以傳到幾千千米外的地面,。天波的傳播損耗比地波小得多,經(jīng)地面與電離層之間多次反射(多跳傳播)之后,,可以達(dá)到極遠(yuǎn)的地方,,因此,利用天波可以進(jìn)行環(huán)球通信,。天波傳播因受電離層變化和多徑傳播的嚴(yán)重影響極不穩(wěn)定,,其信道參數(shù)隨時(shí)間而急劇變化,因此稱為變參信道,。天波不僅可以用于遠(yuǎn)距離通信,,而且還可以用于近距離通信。

  在地形復(fù)雜,,短波地波或視距微波受阻擋而無(wú)法到達(dá)的地區(qū),,利用高仰角投射的天波可以實(shí)現(xiàn)通信。與衛(wèi)星通信,、地面微波,、同軸電纜、光纜等通信手段相比,,短波通信也有著許多顯著的優(yōu)點(diǎn):

  1)短波通信不需要建立中繼站即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信,,因而建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用低,建設(shè)周期短;

  2)設(shè)備簡(jiǎn)單,,可以根據(jù)使用要求固定設(shè)置,,進(jìn)行定點(diǎn)固定通信,。也可以背負(fù)或裝入車輛、艦船,、飛行器中進(jìn)行移動(dòng)通信;

  3)電路調(diào)度容易,,臨時(shí)組網(wǎng)方便、迅速,,具有很大的使用靈活性;

  4)對(duì)自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭(zhēng)的抗毀能力強(qiáng),。通信設(shè)備體積小,容易隱蔽,,便于改變工作頻率以躲避敵人干擾和竊聽,,破壞后容易恢復(fù)。

  這些是短波通信被長(zhǎng)期保留,,至今仍然被廣泛使用的主要原因,。短波通信也存在著一些明顯的缺點(diǎn):

  1)可供使用的頻段窄,通信容量小,。按照國(guó)際規(guī)定,每個(gè)短波電臺(tái)占用3.7kHz的頻率寬度,,而整個(gè)短波頻段可利用的頻率范圍只有28.5MHz,。為了避免相互間的干擾,全球只能容納7700多個(gè)可通信道,,通信空間十分擁擠,。并且3kHz通信頻帶寬度,在很大程度上限制了通信的容量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?/p>

  2)短波的天波信道是變參信道,,信號(hào)傳輸穩(wěn)定性差,。短波無(wú)線電通信主要是依賴電離層進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸?shù)模婋x層作為信號(hào)反射媒質(zhì)的弱點(diǎn)是參量的可變性很大,。它的特點(diǎn)是路徑損耗,、延時(shí)散步、噪聲和干擾,,都隨晝夜,、頻率、地點(diǎn)而不斷變化著,。

  一方面電離層的變化使信號(hào)產(chǎn)生衰落,,衰落的幅度和頻次不斷變化;

  另一方面天波信道存在著嚴(yán)重的多徑效應(yīng),,造成頻率選擇性衰落和多徑延時(shí),。選擇性衰落使信號(hào)失真,多徑延時(shí)使接收信號(hào)在時(shí)間上擴(kuò)散,,成為短波鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕拗啤?/p>

  3)大氣和工業(yè)無(wú)線電噪聲干擾嚴(yán)重,。隨著工業(yè)電器化的發(fā)展,,短波頻段工業(yè)電器輻射的無(wú)線電噪聲干擾平均強(qiáng)度很高,加上大氣無(wú)線電噪聲和無(wú)線電臺(tái)間干擾,,在過(guò)去,,幾瓦、十幾瓦發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離短波無(wú)線電通信,,而在今天,,10倍、幾十倍于這樣的功率也不一定能夠保證可靠的通信,。大氣和工業(yè)無(wú)線電噪聲主要集中在無(wú)線電頻譜的低端,,隨著頻率的升高,強(qiáng)度逐漸降低,。雖然,,在短波頻段這類噪聲干擾比中長(zhǎng)波段低,但強(qiáng)度仍很高,,影響著短波通信的可靠性,,尤其是脈沖型突發(fā)噪聲,經(jīng)常會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)突發(fā)錯(cuò)誤,,嚴(yán)重影響通信質(zhì)量,。

  這些問(wèn)題的存在,不僅限制了短波通信的發(fā)展,,而且也不能很好地適應(yīng)人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)數(shù)據(jù)通信,,特別是對(duì)高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的需求。當(dāng)20世紀(jì)60年代衛(wèi)星通信興起時(shí),,由于衛(wèi)星通信與短波通信相比具有信道穩(wěn)定,、可靠性高、通信質(zhì)量好,、通信容量大等優(yōu)點(diǎn),,短波通信受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。許多原屬短波通信的一些重要業(yè)務(wù),,被衛(wèi)星通信所取代;對(duì)短波通信的投入急劇減少,,短波通信的地位大為降低。至70年代后期,,有人甚至懷疑短波通信存在的價(jià)值,。

  然而,實(shí)踐證明衛(wèi)星通信的初建費(fèi)用高,,靈活性有限,。曾被設(shè)想為可能取代短波通信的衛(wèi)星通信,并不能滿足所有情況下的用戶需要,。事實(shí)上也不是所有用戶都需要寬帶線路,。

  此外,,在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,衛(wèi)星通信容易遭受敵方攻擊,,信道不易抵御敵方的電磁干擾,。與此相比,短波通信不僅成本低廉,,容易實(shí)現(xiàn),,更重要的是具有天然的不易被“摧毀”的“中繼系統(tǒng)”--電離層。衛(wèi)星中繼系統(tǒng)可能發(fā)生故障或被摧毀,,而電離層這個(gè)中繼系統(tǒng),,除非高空原子彈爆炸才可能使它中斷,何況高空原子彈爆炸也僅僅是有限的電離層區(qū)域內(nèi)短時(shí)間影響電離密度,。

  1980年2月,,美國(guó)國(guó)防部核武器局(DefenseNuclearAgency)在一份報(bào)告中提出:“一個(gè)國(guó)家,在遭受原子襲擊后,,恢復(fù)通信聯(lián)絡(luò)最有希望的解決辦法是采用價(jià)格不高,,能夠自動(dòng)尋找信道的高頻通信系統(tǒng)”。

  事實(shí)上,,從20世紀(jì)70年代末,,80年代初開始,短波通信又重新受到重視,。許多國(guó)家加速了對(duì)短波通信技術(shù)的研究與開發(fā),陸續(xù)推出了一些性能優(yōu)良的新型設(shè)備和系統(tǒng),。美軍在1979年修改的綜合戰(zhàn)術(shù)通信計(jì)劃中,,又突出了短波通信的地位,把它列為第一線指揮控制通信手段之一;80年代初開始,,美軍實(shí)施了遍及三軍的一系列短波通信改進(jìn)計(jì)劃;在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,,美、法等國(guó)軍隊(duì)大量運(yùn)用短波通信,,取得了突出的效果,。近年來(lái),其他一些國(guó)家的軍隊(duì),,也把短波通信列為重要的通信手段之一,。

  此外,在民用通信的某些領(lǐng)域,,短波通信的應(yīng)用也有發(fā)展的趨勢(shì),。特別是近十幾年來(lái),由于多種新技術(shù)的應(yīng)用,,短波通信技術(shù)及裝備取得了很大進(jìn)展,,短波通信原有的缺點(diǎn),,已有不少得到了克服,短波通信鏈路的質(zhì)量大大提高,,無(wú)論是電話傳輸還是數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量可以與衛(wèi)星通信相比,,短波通信又重新煥發(fā)了青春。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。